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寄生電感的介紹

發(fā)布時間:2022-12-05 來源:微源 責任編輯:wenwei

【導讀】不知道大家在調(diào)試電路的時候,有沒有遇到這種情況,就是板子上所有的元器件參數(shù)和焊接都是正確的,可是通電以后,電路中的某些器件立馬就發(fā)生了損壞。這種現(xiàn)象很有可能跟電路中一種隱藏的東西有關 -- 寄生電感。


顧名思義,寄生電感是指寄生在電路板的PCB走線或其他元器件上的電感。一般來說,有導線的地方就會有寄生電感,比如PCB上的銅線、過孔,甚連芯片內(nèi)部的bonding線上都會存在一定量的寄生電感,這些寄生電感的感量一般是從幾nH到幾十nH不等。


●   以LP6451同步Buck電路介紹寄生電感對電路的影響。


圖1是LP6451的典型應用原理圖,LP6451采用COT控制架構(gòu),支持最高18V的直流輸入,可提供最大3A的負載電流,同時LP6451還集成了輸入欠壓保護,輸出短路保護,過流保護,過溫保護等功能,具有電氣性能優(yōu)異,安全性好等優(yōu)點,是一款極具性價比的同步buck控制芯片。


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圖1:LP6451典型應用原理圖


寄生電感對輸入端的影響。


在LP6451方案的輸入端,會放置2顆陶瓷電容C2,C3對輸入電壓進行濾波,起到穩(wěn)定輸入電壓的作用。在PCB板上,從電路輸入端到電容C2和C3的兩端是通過PCB上的走線來連接的,而這些走線實際上就是存在寄生電感的,我們通過仿真軟件來看一下,在引入20nH的寄生電感L1后,電路上電時,在輸入端會發(fā)生什么樣的變化。


從圖2的仿真結(jié)果來看,當藍色的輸入電壓由0V升高到12V的時候,電容C1上的電壓并不是升高到穩(wěn)定的12V,而是變成了振蕩的正弦波,而正弦波的峰值電壓則達到了24V,是輸入電壓12V的2倍。如果這個電壓超過了電路中的元件的最高耐壓值,就會造成這些元件的損壞。


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圖2:仿真結(jié)果


這時,很多工程師可能就會提出疑問,為什么在實際的應用過程中,并不是每次都能看到輸入電容上產(chǎn)生這種振蕩呢?這是因為PCB板上的走線,除了引入了寄生電感外,也額外引入了電阻,而這個電阻對正弦振蕩起到了阻尼衰減的作用。我們在之前的仿真電路的基礎上額外加入了電阻R1,可以看出隨著電阻R1阻值的增加,輸入電容上的電壓衰減速度變快,最高電壓也迅速降低。


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圖3:新仿真結(jié)果


雖然在輸入端由于寄生電感產(chǎn)生的電壓振蕩可以同時被寄生電阻緩解,但我們在設計電源時,仍要時刻注意上電瞬間輸入電容上的電壓波形,以防產(chǎn)生異常的高壓,對輸入電容后面的電路元件造成損壞。


下期我們繼續(xù)介紹寄生電感對BUCK電路中開關管的影響。


來源:微源



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